智算新能源 逐“綠”追“風” ——AI大模型技術實現新能源氣象功率精準預測

截至2024年6月底，我國新能源發電裝機規模首次超過煤電，標志著我國在新能源發電領域取得了歷史性突破。然而新能源發電存在隨機性、波動性和間歇性特點，給電網安全穩定運行帶來新的挑戰。

對此，能源監管單位對新能源電站功率預測的考核從無到有，日趨嚴格。面對行業對快速高精度預測需求的普遍呼吁，中國華電黨組立足實際，提出加強人工智能創新聯合體建設，研發具有華電特色的電力領域場景模型，落地推廣典型智能應用，打造華電特色“人工智能+”應用創新體系的部署要求。

在“華為全聯接大會2024”期間，中國華電、玖天氣象、華為等企業共同發布“基于AI大模型技術新能源氣象功率預測解決方案”。

▲中國華電聯合華為、玖天氣象發布

“基于AI大模型技術新能源氣象功率預測解決方案”

大會上中國華電數字化中心負責同志作主題演講，表示中國華電積極響應落實國務院國資委“AI賦能 產業煥新”專題會議精神，將打造具有華電特色的“1+6+7+9+N”的“人工智能+”創新應用體系，全面覆蓋沙戈荒大基地、水風光一體化等特色場景以及新能源、水電、火電、煤炭等重點領域，推進產業鏈上下游聯動，實現資源共享、跨界融合和聯合創新。

▲中國華電數字化中心負責人發表主題演講

綠電有羈絆

智算方案呼之欲出

當前新能源進入快速發展階段。然而新能源發電“晚峰無光”、“極寒無光”、“高溫無風”影響著發電質量，給電網調度帶來挑戰。

面對這種情況，電網側首先出招，逐年提高新能源并網的考核標準。以江蘇省為例，2022年地方能源監管單位發布的《華東區域電力輔助服務管理實施細則（模擬運行稿）》和《華東區域電力并網運行管理實施細則（模擬運行稿）》對新能源功率預測有了更高的要求，對超短期、中短期預測進行考核，要求電站定期上報發電功率預測數據，預測不準的電站將被考核。

預測更準，綠電更“穩”，一套高精度氣象功率預測的“智算”方案千呼萬喚始出來。在中國華電統籌下，華為聯合玖天氣象共同推出基于AI大模型技術的新能源氣象功率預測解決方案，并在華電江蘇公司風光試點場站落地驗證。

AI強出擊

挖掘過去預測未來

江蘇是東部沿海新能源大省，隨著近年來風電和光伏裝機的快速增長，如何提升氣象功率預測準確性，減少江蘇省兩個細則的考核，是擺在華電江蘇公司在內的每一個新能源企業面前需要破解的難題。

傳統的數值天氣預報對風速和輻照度變化進行預測，這種基于大氣流動力學的模型復雜，近十幾年沒有新突破，完成一次預測需6小時至10小時，用時長且時效性較差。

中國華電與華為合作，依照新能源發電企業業務層級特點，啟動開展了“集團氣象大模型—區域微觀氣象引擎—場站邊緣功率預測業務系統”云邊協同三層架構新能源氣象功率預測解決方案的試點驗證。

強大的解決方案離不開高質量數據源和強大算力的支撐。玖天氣象作為能源電力領域專業氣象服務商，可提供中國區域高精度、細顆粒度氣象數據集，支撐大模型通過海量數據挖掘潛在氣象變化規律。

智算“雙效益”

AI實踐一路生花

中國華電積極引入AI大模型技術，在華電江蘇新能源試點場站，超短期15分鐘預測準確度97.24%，4小時預測91.72%，中短期24小時內預測整體達到90%以上，預測效率大幅提升。

與此同時，它還能幫助發電企業算好經濟賬。根據試點驗證數據測算，通過對新能源功率預測實現“智算”，可將華電江蘇試點場站2024年上半年考核費用分別減少27%和15%左右，降低電站運營成本。這是氣象大模型技術與中國華電業務應用場景的深度結合，也將是氣象大模型在新能源功率預測領域規模化應用的開端。

當然，方案的其它業務價值也不容小覷：一是設備維護和檢修更合理，選擇無風和低光照時間段對設備進行維修,從而減少發電量損失；二是支撐電力交易報價更精準，通過精準功率預測了解市場內發電能力的變化，優化交易策略，實現收益最大化；三是支撐電網調控更精準，減少儲備電源，方案配合電網的調度系統應用，提高電網消納風電和光伏電力的能力。

實現“雙碳”，能源數智化轉型是關鍵。AI大模型技術深度融入功率預測場景，將進一步激發電力行業創新活力，深度賦能發展，加速形成新質生產力，引領新能源行業向更高效、更安全、更可持續的方向發展，更好保障我國能源安全、提升能效，實現高質量發展。